索引快速查询

一、索引

索引是表的目录，在查找内容之前可以先在目录中查找索引位置，以此快速定位查询数据。对于索引，会保存在额外的文件中。

名词：
     覆盖索引：
      - 在索引文件中直接获取数据
     
     索引合并：
      - 把多个单列索引文件合并使用   

  无索引：从前到后依次查找
  索引：
      id    创建索引文件(某种格式存储)
      name  创建索引文件(某种格式存储)
      email  创建索引文件(某种格式存储)  create index ix_name on userinfo3(email);
      name  email 创建额外文件(某种格式存储)
      查询时先在创建的索引文件内找到数据的定位，然后去原表内定位查找
  索引种类（某种格式存储）：
      hash索引：索引文件表内的数据顺序和表内的数据顺序不一致，是根据hash值排列的，然后对应相应的内存位置，然后在返回原表内查找 
      单值查找速度快
      范围查找速度慢
      btree索引：二叉树的数据结构
      范围查找速度快

MySQL中常见索引有：

• 普通索引
• 唯一索引
• 主键索引
• 组合索引

1、普通索引

普通索引仅有一个功能：加速查询

create table in1(
    nid int not null auto_increment primary key,
    name varchar(32) not null,
    email varchar(64) not null,
    extra text,
    index ix_name (name)  --普通索引，索引名（索引列）
)

创建索引

create index 索引名称 on 表名(列名)

删除索引

drop index 索引名称 on 表名

查看索引

show index from table_name;

注意：对于创建索引时如果是BLOB 和 TEXT 类型，必须指定length。

create index ix_extra on in1(extra(32));

2、唯一索引

唯一索引有两个功能：加速查询 和 唯一约束（可含null）

create table in1(
    nid int not null auto_increment primary key,
    name varchar(32) not null,
    email varchar(64) not null,
    extra text,
    unique ix_name (name)
)

创建：

create unique index 索引名称 on 表名(列名)

删除：

drop unique index 索引名称 on 表名

3、主键索引

主键有两个功能：加速查询 和 唯一约束（不可含null）

create table in1(
    nid int not null auto_increment primary key,
    name varchar(32) not null,
    email varchar(64) not null,
    extra text,
    index ix_name (name)
)

OR

create table in1(
    nid int not null auto_increment,
    name varchar(32) not null,
    email varchar(64) not null,
    extra text,
    primary key(ni1),
    index ix_name (name)
)

创建：

alter table 表名 add primary key(列名);

删除：

alter table 表名 drop primary key; （删除表的主键）

alter table 表名  modify  列名 int, drop primary key;（删除表指定列的主键）

4、组合索引

组合索引是将n个列组合成一个索引

- create unique index 索引名称 on 表名(列名,列名)
- drop unique index 索引名称 on 表名

其应用场景为：频繁的同时使用n列来进行查询，如：where n1 = 'alex' and n2 = 666。

create table in3(
    nid int not null auto_increment primary key,
    name varchar(32) not null,
    email varchar(64) not null,
    extra text
)

create index ix_name_email on in3(name,email);

如上创建组合索引之后，查询（最左前缀匹配）：(name,email)

• name and email  -- 使用索引
• name                 -- 使用索引
• email                 -- 不使用索引

注意：对于同时搜索n个条件时，组合索引的性能好于多个单一索引合并。

组合索引    
                            - (name,email)
                                select  * from userinfo3 where name='alex' and email='asdf';
                                select  * from userinfo3 where name='alex';
                        索引合并：
                            - name
                            - email
                                select  * from userinfo3 where name='alex' and email='asdf';
                                select  * from userinfo3 where name='alex';
                                select  * from userinfo3 where email='alex';

5、全文索引：对文本的内容进行分词，进行搜索

 二、相关命令

- 查看表结构
    desc 表名

- 查看生成表的SQL
    show create table 表名

- 查看索引
    show index from  表名

三、正确使用索引

数据库表中添加索引后确实会让查询速度起飞，但前提必须是正确的使用索引来查询，如果以错误的方式使用，则即使建立索引也会不奏效。     即使建立索引，索引也不会生效：

    id，enail创建索引

    
    - like '%xx' 没有命中索引   
        select * from tb1 where email like '%cn';                
        
    - 使用函数
        select * from tb1 where reverse(email) = 'wupeiqi';                
        
    - or
        select * from tb1 where nid = 1 or name = 'seven@live.com';   无法命中索引（name列没有建立索引）                
        
        特别的：当or条件中有未建立索引的列才失效，以下会走索引
                select * from tb1 where nid = 1 or name = 'seven@live.com' and email = 'alex'
                忽略name列（没有创建索引）
                
    - 类型不一致
        如果列是字符串类型，传入条件是必须用引号引起来，不然无法命中 
        select * from tb1 where email = 999;
        
        
    - !=
        select * from tb1 where email != 'alex'
        
        特别的：如果是主键，则还是会走索引
            select * from tb1 where nid != 123
    - >
        select * from tb1 where email > 'alex'                
        
        特别的：如果是主键或索引是整数类型，则还是会走索引
            select * from tb1 where nid > 123
            select * from tb1 where num > 123
            
            
    - order by
        select name from tb1 order by email desc;    （映射的是name列，所以不走索引）
        
        当根据索引排序时候，选择的映射如果不是索引，则不走索引
        特别的：如果对主键排序，则还是走索引：
            select * from tb1 order by nid desc;
     
    - 组合索引最左前缀
        如果组合索引为：(name,email)
        name and email       -- 使用索引
        name                 -- 使用索引
        email                -- 不使用索引

四、其他注意事项

- 避免使用select *

- count(1)或count(列) 代替 count(*)

- 创建表时尽量时 char 代替 varchar

- 表的字段顺序固定长度的字段优先

- 组合索引代替多个单列索引（经常使用多个条件查询时）

- 尽量使用短索引

- 使用连接（JOIN）来代替子查询(Sub-Queries)

- 连表时注意条件类型需一致

- 索引散列值（重复少）不适合建索引，例：性别不适合

五、limit分页

无论是否有索引，limit分页是一个值得关注的问题

a. select * from userinfo3 limit 20,10;
b.    - 不让看（只能查看200页）
    - 索引表中扫：
        1、select * from userinfo3 where id in(select id from userinfo3 limit 200000,10)  不是最优答案
        2、最优解决方案：
            记录当前页最大或最小ID
            1. 页面只有上一页，下一页
                # max_id
                # min_id
                下一页数据：
                    select * from userinfo3 where id > max_id limit 10;
                上一页数据：
                    select * from userinfo3 where id < min_id order by id desc limit 10;   id倒序速度很快
            2. 上一页 192 193  [196]  197  198  199 下一页    基于当前的页面，点击其他任一页分页
                
                select * from userinfo3 where id in (
                    select id from (select id from userinfo3 where id > max_id limit 30) as N order by N.id desc limit 10
                )            
        
c.id不连续，所以无法直接使用id范围进行查找  between   ... and

六、执行计划

explain + 查询SQL - 用于显示SQL执行信息参数，根据参考信息可以进行SQL优化

让mysql预估执行操作(一般正确)

mysql> explain select * from tb2;
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | Extra |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------+
|  1 | SIMPLE      | tb2   | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |    2 | NULL  |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------+
1 row in set (0.00 sec)

        查询顺序标识
            如：mysql> explain select * from (select nid,name from tb1 where nid < 10) as B;
            +----+-------------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+-------------+
            | id | select_type | table      | type  | possible_keys | key     | key_len | ref  | rows | Extra       |
            +----+-------------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+-------------+
            |  1 | PRIMARY     | <derived2> | ALL   | NULL          | NULL    | NULL    | NULL |    9 | NULL        |
            |  2 | DERIVED     | tb1        | range | PRIMARY       | PRIMARY | 8       | NULL |    9 | Using where |
            +----+-------------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+-------------+
        特别的：如果使用union连接气值可能为null


    select_type
        查询类型
            SIMPLE          简单查询
            PRIMARY         最外层查询
            SUBQUERY        映射为子查询
            DERIVED         子查询
            UNION           联合
            UNION RESULT    使用联合的结果
            ...
    table
        正在访问的表名


    type
        查询时的访问方式，性能：all < index < range < index_merge < ref_or_null < ref < eq_ref < system/const
            ALL             全表扫描，对于数据表从头到尾找一遍
                            select * from tb1;
                            特别的：如果有limit限制，则找到之后就不在继续向下扫描
                                   select * from tb1 where email = 'seven@live.com'
                                   select * from tb1 where email = 'seven@live.com' limit 1;
                                   虽然上述两个语句都会进行全表扫描，第二句使用了limit，则找到一个后就不再继续扫描。

            INDEX           全索引扫描，对索引从头到尾找一遍
                            select nid from tb1;

            RANGE          对索引列进行范围查找
                            select *  from tb1 where name < 'alex';
                            PS:
                                between and
                                in
                                >   >=  <   <=  操作
                                注意：!= 和 > 符号


            INDEX_MERGE     合并索引，使用多个单列索引搜索
                            select *  from tb1 where name = 'alex' or nid in (11,22,33);

            REF             根据索引查找一个或多个值
                            select *  from tb1 where name = 'seven';

            EQ_REF          连接时使用primary key 或 unique类型
                            select tb2.nid,tb1.name from tb2 left join tb1 on tb2.nid = tb1.nid;



            CONST           常量
                            表最多有一个匹配行,因为仅有一行,在这行的列值可被优化器剩余部分认为是常数,const表很快,因为它们只读取一次。
                            select nid from tb1 where nid = 2 ;

            SYSTEM          系统
                            表仅有一行(=系统表)。这是const联接类型的一个特例。
                            select * from (select nid from tb1 where nid = 1) as A;
    possible_keys
        可能使用的索引

    key
        真实使用的

    key_len
        MySQL中使用索引字节长度

    rows
        mysql估计为了找到所需的行而要读取的行数 ------ 只是预估值

    extra
        该列包含MySQL解决查询的详细信息
        “Using index”
            此值表示mysql将使用覆盖索引，以避免访问表。不要把覆盖索引和index访问类型弄混了。
        “Using where”
            这意味着mysql服务器将在存储引擎检索行后再进行过滤，许多where条件里涉及索引中的列，当（并且如果）它读取索引时，就能被存储引擎检验，因此不是所有带
where子句的查询都会显示“Using where”。有时“Using where”的出现就是一个暗示：查询可受益于不同的索引。
        “Using temporary”
            这意味着mysql在对查询结果排序时会使用一个临时表。
        “Using filesort”
            这意味着mysql会对结果使用一个外部索引排序，而不是按索引次序从表里读取行。mysql有两种文件排序算法，这两种排序方式都可以在内存或者磁盘上完成，
explain不会告诉你mysql将使用哪一种文件排序，也不会告诉你排序会在内存里还是磁盘上完成。
        “Range checked for each record(index map: N)”
            这个意味着没有好用的索引，新的索引将在联接的每一行上重新估算，N是显示在possible_keys列中索引的位图，并且是冗余的。

七、慢日志查询

a、配置MySQL自动记录慢日志

slow_query_log = OFF                            是否开启慢日志记录
long_query_time = 2                              时间限制，超过此时间，则记录
slow_query_log_file = /usr/slow.log        　　　　日志文件
log_queries_not_using_indexes = OFF     　　　　未使用索引的搜索是否记录

配置：
    - 在内存中修改
　　　　　查看当前配置信息：
        show variables like '%query%'  查看慢日志配置
        show variables like '%querise%' 查看未使用索引的搜索是否记录
　　　　　修改当前配置信息：
        set global 变量名 = 值
    - 在配置文件中修改
        在终端启动时输入命令启动配置文件
        mysqld --defaults-file=“配置文件路径”        
        创建my.conf配置文件：
            slow_query_log = ON 
            slow_query_log_file = D:/....
            
        注意：修改配置文件之后，先备份，再重启服务